[发明专利]智能化多手指协同机械手系统

说明书

本发明所公开的一种智能化多手指协同机械手系统，包括底座板，底座板的一侧面固定有一固定板，且固定板的两侧分别安装有同步拿取多个工件的机械手机构；机械手机构由若干根导向杆、多个并排设置的滑动块、电动推杆和平行四边形伸缩机构，电动推杆驱动平行四边形伸缩机构伸长后，促使多个并排设置的滑动块呈等间距分开，且固定板侧部与临近固定板侧部的滑动块之间的分开间距与各滑动块之间的分开间距相等。其结构提升产品组装效率，满足客户工期要求。

技术领域

本发明涉及一种机械手装置技术领域，尤其是一种智能化多手指协同机械手系统。

背景技术

在流水线上的零件自动组装设备中，其一般设置有振动上料盘、多个组装工位和多套组装用机械手，但是一般对零件进行自动组装时采用仅可以单独拿取一个零件的机械手进行从震动上料盘上或其它上料机构上拿取一个零件后输送至零件组装工作上进行组装，然而这种高速流水线的工作方式对系统的稳定性和鲁棒性提出了非常高的要求，需要对控制的设计进行深入考究，以提高机械手系统的工作效率。

传统的控制器多为PID控制器，PID控制器又叫做比例积分微分控制，是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业过程控制，至今仍有90％左右的控制回路具有PID结构。但由于实际对象通常具有非线性、时变不确定性、强干扰等特性，应用常规PID控制器难以达到理想的控制效果；在生产现场，由于参数整定方法繁杂，常规PID控制器参数往往整定不良、性能欠佳。这些因素使得PID控制在复杂系统和高性能要求系统中的应用受到了限制。可以参考：王勇.非线性PID控制的研究[D].南京理工大学，2000。

在机械手的机械结构中由于零部件众多，随着长时间的反复运动与摩擦，导致系统的特性发生巨大改变，这时，PID控制器参数已经不适应改变了的系统模型了，从而导致控制性能的降低。为此，需要基于机械手的系统模型，开发更具鲁棒性的控制器。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种提升机械手综合性能，满足客户工期要求的智能化多手指协同机械手系统。

本发明所设计的一种智能化多手指协同机械手系统，包括底座板，底座板的一侧面固定有一固定板，且固定板的两侧分别安装有同步拿取多个工件的机械手机构；机械手机构包括若干根导向杆和多个并排设置的滑动块，底座板一侧面的端部固定有固定块，且固定板的侧部与固定块之间存有间距，导向杆的两端分别与固定块的侧面和固定板的侧部固定；多个并排设置的滑动块具有相互对应设置导向孔若干，滑动块通过导向孔套于导向杆上，并在导向杆上导向滑移；固定板的两端底部和多个滑动块的底部均固定有升降机构，升降机构的升降部件上固定有吸附式机械手；底座板的一侧面还固定有电动推杆，电动推杆的活塞杆端部与一个滑动块固定相连；滑动块的侧面设置有平行四边形伸缩机构，平行四边形伸缩机构中的一端部伸缩节点与固定板的一侧铰链式连接，其余伸缩节点分别与各滑动块侧面铰链式连接，电动推杆驱动平行四边形伸缩机构伸长后，促使多个并排设置的滑动块呈等间距分开，且固定板侧部与临近固定板侧部的滑动块之间的分开间距与各滑动块之间的分开间距相等。

底座板的一侧面固定有激光位移传感器，激光位移传感器与一滑动块上的挡板相对应。激光位移传感器发射出的激光束照射到滑动块上的挡板表面，从而实时采集滑动块的实际位移x。激光位移传感器和电动推杆构成闭环控制，使得实际位移x能够精确跟踪期望位移x_d。

基于动态误差和未知量估计的智能控制器(简称MC控制器)。

首先根据牛顿拉格朗日方法建立系统的动力学方程：

上式中，x为实际位移，c为柯氏力或离心力系数，m为质量，G(x)为重力，内部摩擦力，τ_d为扰动力，τ为电机的驱动力。

定义未知量：则系统的动力学方程将等价变换为：